KR100882695B1 - Optical Sensor for detecting Peripheral Light and Liquid Crystal Display Device Using the Same - Google Patents

Optical Sensor for detecting Peripheral Light and Liquid Crystal Display Device Using the Same Download PDF

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Abstract

본 발명은 사용자 시각의 인지특성과 유사한 출력특성을 갖도록 한 외광 감지센서에 관한 것이다.The present invention relates to an external light sensor having an output characteristic similar to that of the user's vision.

본 발명의 외광 감지센서는 외광의 세기에 대응하는 외광 감지신호가 출력되는 출력라인과 기저전원 사이에 병렬 연결된 적어도 두 개의 트랜지스터와, 상기 트랜지스터들 중 적어도 어느 하나의 트랜지스터의 입광부에 설치되는 적어도 하나의 컬러필터를 포함한다.The external light sensor of the present invention includes at least two transistors connected in parallel between an output line and an output line through which an external light detection signal corresponding to the intensity of the external light is output, and at least one light receiver provided in at least one of the transistors. It includes one color filter.

Description

외광 감지센서 및 이를 이용한 액정 표시장치{Optical Sensor for detecting Peripheral Light and Liquid Crystal Display Device Using the Same}Optical Sensor for detecting Peripheral Light and Liquid Crystal Display Device Using the Same}

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 액정 표시장치를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 외광 감지센서의 일례를 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an external light sensor illustrated in FIG. 1.

도 3은 도 2에 도시된 외광 감지센서의 요부 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating main parts of the external light sensor illustrated in FIG. 2.

도 4는 도 1에 도시된 외광 감지센서의 다른 예를 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating another example of the external light sensor illustrated in FIG. 1.

도 5는 도 4에 도시된 외광 감지센서의 요부 단면도이다.5 is a cross-sectional view illustrating main parts of the external light sensor shown in FIG. 4.

도 6a는 도 2 및 도 3에 도시된 외광 감지센서의 빛의 파장에 따른 출력특성을 나타내는 도면이다.6A is a diagram illustrating output characteristics according to wavelengths of light of the external light sensor illustrated in FIGS. 2 and 3.

도 6b는 적색, 녹색 및 청색 컬러필터의 빛의 파장에 따른 광투과도를 나타내는 도면이다.6B is a diagram illustrating light transmittance according to wavelengths of light of the red, green, and blue color filters.

도 6c는 도 4 및 도 5에 도시된 외광 감지센서의 빛의 파장에 따른 출력특성을 나타내는 도면이다.6C is a diagram illustrating output characteristics according to wavelengths of light of the external light sensor illustrated in FIGS. 4 and 5.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

20: 화소부 30, 330, 530: 블랙 매트릭스20: pixel portion 30, 330, 530: black matrix

40: 주사 구동부 60: 데이터 구동부40: scan driver 60: data driver

80: 감마전압 공급부 100: 타이밍 제어부80: gamma voltage supply unit 100: timing control unit

110, 110': 외광 감지센서 120: 백라이트 구동부110, 110 ': external light sensor 120: backlight drive unit

140: 백라이트 300, 310, 500, 510: 기판140: backlight 300, 310, 500, 510: substrate

320, M: 트랜지스터 540: 컬러필터320, M: transistor 540: color filter

본 발명은 외광 감지센서 및 이를 이용한 액정 표시장치에 관한 것으로, 특히 사용자 시각의 인지특성과 유사한 출력특성을 갖도록 한 외광 감지센서 및 이를 이용한 액정 표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to an external light sensor and a liquid crystal display using the same, and more particularly, to an external light sensor and a liquid crystal display using the same to have an output characteristic similar to the recognition characteristics of the user's vision.

최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 평판 표시장치로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 전계방출표시장치(Field Emission Display, FED), 플라즈마표시패널(Plasma Display Panel, PDP) 및 발광 표시장치(Light Emitting Display, LED) 등이 있다.Recently, various flat panel displays have been developed to reduce weight and volume, which are disadvantages of cathode ray tubes. Flat display devices include Liquid Crystal Display (LCD), Field Emission Display (FED), Plasma Display Panel (PDP) and Light Emitting Display (LED). There is this.

여기서, 액정 표시장치는 소형화, 경량화 및 저전력 등의 이점을 가지고 있어서 기존의 음극선관의 단점을 극복할 수 있는 대체 수단으로서 점차 주목받아 왔고, 현재는 휴대폰 및 PDA(Portable digital assistor) 등의 휴대용 기기 뿐만 아 니라 중대형 제품인 모니터 및 TV 등에도 장착되고 있다. 이와 같은 액정 표시장치는 투과형 표시장치로, 액정분자의 굴절률 이방성에 의해 액정층을 투과하는 광의 양을 조절함으로써 원하는 화상을 표시한다.Here, the liquid crystal display device has been attracting attention as an alternative means to overcome the disadvantages of the conventional cathode ray tube because of the advantages of miniaturization, light weight, and low power, and now portable devices such as mobile phones and portable digital assistants (PDAs). In addition, it is also installed in monitors and TVs. Such a liquid crystal display device is a transmissive display device, and displays a desired image by adjusting the amount of light passing through the liquid crystal layer by refractive index anisotropy of liquid crystal molecules.

이와 같은 액정 표시장치에서, 백라이트는 항상 일정한 밝기의 광을 화소부에 조사하게 된다. 그러나, 주위 환경의 밝기가 어두워서 상대적으로 인식도가 높은 장소에서는 많은 광량이 요구되지 않음에도 불구하고, 일정한 밝기의 광을 화소부로 공급함으로 인하여 백라이트의 소비전력이 증가하게 된다. 실제로, 액정 표시장치의 구동을 위해 소비되는 소비전력의 80% 이상이 백라이트에서 소비된다. 따라서, 소비전력 감소를 위해서는 외광을 감지하여 외광이 소정 이하의 밝기로 감지되는 경우 백라이트에서 생성되는 광량을 감소시킬 필요가 있다.In such a liquid crystal display, the backlight always emits light of constant brightness to the pixel portion. However, although a large amount of light is not required in a place where the brightness of the surrounding environment is relatively high and relatively high perception, the power consumption of the backlight is increased by supplying light having a constant brightness to the pixel portion. In fact, more than 80% of the power consumed for driving the liquid crystal display is consumed in the backlight. Therefore, in order to reduce the power consumption, it is necessary to reduce the amount of light generated by the backlight when the external light is detected and the external light is detected at a predetermined brightness or less.

또한, 이와 더불어 외광을 감지하는 센서의 출력특성이 사용자 시각의 인지특성과 유사하도록 설계하여, 사용자의 관점에서 백라이트 구동부를 보다 효율적으로 제어할 수 있도록 하는 방안도 모색할 필요가 있다.In addition, the output characteristics of the sensor for sensing external light are designed to be similar to the perception characteristics of the user's vision, so that a method for more efficiently controlling the backlight driver from the user's point of view is required.

따라서, 본 발명의 목적은 사용자 시각의 인지특성과 유사한 출력특성을 갖도록 한 외광 감지센서, 및 이를 이용하여 소비전력을 감소시킬 수 있도록 한 액정 표시장치를 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide an external light sensor which has an output characteristic similar to that of a user's vision, and a liquid crystal display which can reduce power consumption by using the same.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1 측면은 외광의 세기에 대응하는 외광 감지신호가 출력되는 출력라인과 기저전원 사이에 병렬 연결된 복수의 트랜지스터들과, 상기 트랜지스터들 중 하나 이상의 트랜지스터의 입광부에 설치되는 하나 이상의 컬러필터를 포함하는 외광 감지센서를 제공한다.In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a plurality of transistors connected in parallel between an output line and a base power supply to which an external light sensing signal corresponding to the intensity of external light is output, and an input of one or more of the transistors. Provided is an external light sensor including one or more color filters installed in the light unit.

바람직하게, 상기 컬러필터는 적색, 녹색 및 청색 컬러필터 중 어느 하나이다. 상기 트랜지스터들이 형성된 제1 기판과, 상기 제1 기판과 대향되도록 배치된 제2 기판과, 상기 트랜지스터들과 상기 제2 기판 사이에 형성되며 개구부가 형성된 블랙 매트릭스를 더 포함하며, 상기 트랜지스터들의 입광부는 상기 블랙 매트릭스의 개구부에 위치된다. 상기 컬러필터는 상기 블랙 매트릭스의 개구부 영역 내에 위치되며, 상기 트랜지스터들 중 하나 이상의 트랜지스터의 게이트 전극과 중첩되도록 위치된다. 상기 입광부는 상기 트랜지스터들의 게이트 전극이 형성된 영역이다. 상기 트랜지스터들의 게이트 전극은 상기 출력라인으로 공급되는 전압의 최대값보다 상기 트랜지스터들의 문턱전압 이상 낮은 전압값을 가지는 기저전원 및 자신의 제1 전극에 접속된다. 상기 외광 감지센서의 출력라인에는, 제1 전압과, 상기 제1 전압보다 상기 트랜지스터들의 문턱전압 이상 높은 전압값을 가지는 제2 전압 사이를 스윙하는 펄스파 신호가 공급된다. 상기 제1 전압의 전압값은 상기 기저전원의 전압값과 동일하게 설정되고, 상기 제2 전압의 전압값은 상기 기저전원의 전압값보다 상기 트랜지스터들의 문턱전압 이상 높게 설정된다. 상기 트랜지스터들은 자신의 게이트 전극에 입사되는 외광의 세기에 대응하여 자신의 제2 전극으로부터 상기 제1 전극으로 흐르는 전류량을 제어한다.Preferably, the color filter is any one of red, green, and blue color filters. And a first substrate on which the transistors are formed, a second substrate disposed to face the first substrate, and a black matrix formed between the transistors and the second substrate and having an opening. Is located in the opening of the black matrix. The color filter is positioned in an opening region of the black matrix and overlaps the gate electrode of one or more of the transistors. The light incident part is an area where the gate electrodes of the transistors are formed. The gate electrodes of the transistors are connected to a base power source having a voltage value lower than or equal to the maximum value of the voltage supplied to the output line and a first electrode thereof. The output line of the external light sensor is supplied with a pulse wave signal swinging between a first voltage and a second voltage having a voltage value higher than or equal to the threshold voltage of the transistors than the first voltage. The voltage value of the first voltage is set equal to the voltage value of the base power supply, and the voltage value of the second voltage is set higher than the threshold voltage of the transistors than the voltage value of the base power supply. The transistors control the amount of current flowing from their second electrode to the first electrode in response to the intensity of external light incident on the gate electrode thereof.

본 발명의 제2 측면은 다수의 액정셀들이 구비된 화소부와, 상기 화소부의 외연에 형성되는 블랙 매트릭스 영역에 구비되며, 외광의 세기에 대응하여 외광 감지신호를 출력하는 외광 감지센서와, 상기 화소부로 광을 공급하는 백라이트와, 상기 외광 감지신호에 대응하여 상기 백라이트에서 생성되는 광의 휘도를 제어하는 백라이트 구동부를 구비하며, 상기 외광 감지센서는 외광의 세기에 대응하는 외광 감지신호가 출력되는 출력라인과 기저전원 사이에 병렬 연결된 복수의 트랜지스터들과, 상기 트랜지스터들 중 하나 이상의 트랜지스터의 입광부에 설치되는 하나 이상의 컬러필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치를 제공한다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a pixel unit including a plurality of liquid crystal cells, a black matrix region formed at an outer edge of the pixel unit, and an external light sensor configured to output an external light detection signal corresponding to the intensity of external light, A backlight for supplying light to a pixel unit and a backlight driver for controlling brightness of light generated in the backlight in response to the external light detection signal, wherein the external light sensor outputs an external light detection signal corresponding to the intensity of external light A liquid crystal display device includes a plurality of transistors connected in parallel between a line and a base power source, and at least one color filter installed at a light receiving unit of at least one of the transistors.

바람직하게, 상기 트랜지스터들의 게이트 전극은 상기 블랙 매트릭스의 개구부에 위치된다. 상기 컬러필터는 적색, 녹색 및 청색 컬러필터 중 어느 하나이다. 상기 트랜지스터들의 게이트 전극은 상기 출력라인으로 공급되는 전압의 최대값보다 상기 트랜지스터들의 문턱전압 이상 낮은 전압값을 가지는 기저전원 및 자신의 제1 전극에 접속된다. 상기 트랜지스터들은 자신의 게이트 전극에 입사되는 외광의 세기에 대응하여 자신의 제2 전극으로부터 상기 제1 전극으로 흐르는 전류량을 제어한다.Preferably, the gate electrode of the transistors is located in the opening of the black matrix. The color filter is any one of red, green and blue color filters. The gate electrodes of the transistors are connected to a base power source having a voltage value lower than or equal to the maximum value of the voltage supplied to the output line and a first electrode thereof. The transistors control the amount of current flowing from their second electrode to the first electrode in response to the intensity of external light incident on the gate electrode thereof.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예가 첨부된 도 1 내지 도 6c를 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1 to FIG. 6C to which the present invention easily implements the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 액정 표시장치를 나타내는 도면이다. 도 1 에서는 능동형(Active Matrix) 액정 표시장치를 도시하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.1 is a view showing a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention. Although FIG. 1 illustrates an active matrix liquid crystal display, the present invention is not limited thereto.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 액정 표시장치는 화소부(20), 주사 구동부(40), 데이터 구동부(60), 감마전압 공급부(80), 타이밍 제어부(100), 외광 감지센서(110, 110'), 백라이트 구동부(120) 및 백라이트(140)를 구비한다. 여기서, 외광 감지센서(110, 110')는 화소부(20)의 외연에 형성된 블랙 매트릭스(30)의 적어도 일영역에 형성된다. 이와 같은 외광 감지센서(110, 110')의 적어도 일영역 상에 형성된 블랙 매트릭스(30)에는 개구부(35)가 형성되고, 개구부(35)를 통해 외광 감지센서(110, 110')의 적어도 일영역으로 외광이 입사되도록 한다. 외광 감지센서(110, 110')로 외광이 입사되면, 외광 감지센서(110, 110')는 외광의 세기에 대응하는 외광 감지신호를 생성하여 백라이트 구동부(120)를 제어한다.Referring to FIG. 1, a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention includes a pixel unit 20, a scan driver 40, a data driver 60, a gamma voltage supply unit 80, a timing controller 100, and external light detection. Sensors 110 and 110 ′, backlight driver 120, and backlight 140 are provided. Here, the external light detecting sensors 110 and 110 ′ are formed in at least one region of the black matrix 30 formed at the outer edge of the pixel unit 20. An opening 35 is formed in the black matrix 30 formed on at least one region of the external light sensor 110, 110 ′ and at least one of the external light sensor 110, 110 ′ through the opening 35. Allow external light to enter the area. When external light is incident on the external light sensor 110 or 110 ′, the external light sensor 110 or 110 ′ generates an external light detection signal corresponding to the intensity of the external light to control the backlight driver 120.

화소부(20)는 데이터선들(D1 내지 Dm) 및 주사선들(S1 내지 Sn)의 교차부에 매트릭스 타입으로 배치되는 다수의 액정셀들(Clc)과, 액정셀들(Clc) 각각에 형성된 적어도 하나의 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, 이하, TFT라 한다) 및 저장용 커패시터(Cst)를 포함한다. TFT는 주사선(S)으로부터 공급되는 주사신호에 대응하여 데이터선(D)으로부터 공급되는 데이터신호를 액정셀(Clc)로 공급한다. 저장용 커패시터(Cst)는 액정셀(Clc)의 화소전극과 전단 주사선(S) 사이에 형성되거나, 액정셀(Clc)의 화소전극과 공통전극선 사이에 형성되어 한 프레임 동안 액정셀(Clc)의 전압을 일정하게 유지시킨다. 그러면, 액정셀(Clc)들에서는 주사선(S)에 주사신호가 공급될 때 데이터신호에 대응하여 액정의 배열각이 변화되고, 변화된 배열각에 따라 광투과도가 변경되어 원하는 화상이 표시된다. 여기서, 각 액정셀(Clc)들 사이 및 화소부(20)의 외연에는 블랙 매트릭스(30)가 형성되어 인접셀 혹은 화소부(20) 외곽부로부터 입사되는 빛을 흡수함으로써 콘트라스트의 저하를 방지한다.The pixel portion 20 includes a plurality of liquid crystal cells Clc arranged in a matrix at the intersections of the data lines D1 to Dm and the scan lines S1 to Sn, and at least formed on each of the liquid crystal cells Clc. One thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) and a storage capacitor Cst are included. The TFT supplies the data signal supplied from the data line D to the liquid crystal cell Clc in response to the scan signal supplied from the scan line S. In FIG. The storage capacitor Cst is formed between the pixel electrode of the liquid crystal cell Clc and the front scan line S, or is formed between the pixel electrode of the liquid crystal cell Clc and the common electrode line, so that the liquid crystal cell Clc is stored for one frame. Keep the voltage constant. Then, in the liquid crystal cells Clc, when the scan signal is supplied to the scan line S, the arrangement angle of the liquid crystal is changed corresponding to the data signal, and the light transmittance is changed according to the changed arrangement angle to display a desired image. Here, a black matrix 30 is formed between each of the liquid crystal cells Clc and the outer edge of the pixel portion 20 to prevent a decrease in contrast by absorbing light incident from an adjacent cell or the outer portion of the pixel portion 20. .

주사 구동부(40)는 타이밍 제어부(100)로부터 공급되는 주사제어신호(SCS)에 대응하여 주사신호를 주사선들(S1 내지 Sn)에 순차적으로 공급함으로써, 데이터 신호가 공급되는 화소부(20)의 수평라인을 선택한다.The scan driver 40 sequentially supplies a scan signal to the scan lines S1 to Sn in response to the scan control signal SCS supplied from the timing controller 100, so that the scan driver 40 supplies the data signal. Select the horizontal line.

데이터 구동부(60)는 타이밍 제어부(100)로부터 공급되는 데이터제어신호(DCS)에 대응하여 디지털 비디오 데이터(R, G, B)를 계조값에 대응하는 아날로그 감마전압 즉, 데이터신호로 변환하고, 이 데이터신호를 데이터선들(D1 내지 Dm)로 공급한다.The data driver 60 converts the digital video data R, G, and B into an analog gamma voltage corresponding to the gray scale value, that is, a data signal in response to the data control signal DCS supplied from the timing controller 100. This data signal is supplied to the data lines D1 to Dm.

감마전압 공급부(80)는 다수의 감마전압을 데이터 구동부(60)로 공급한다.The gamma voltage supply unit 80 supplies a plurality of gamma voltages to the data driver 60.

타이밍 제어부(100)는 외부로부터 공급되는 수직/수평 동기신호(Vsync, Hsync) 및 클럭신호(CLK)를 이용하여 주사 구동부(40) 및 데이터 구동부(60)를 제어하기 위한 주사제어신호(SCS) 및 데이터제어신호(DCS)를 생성한다. 여기서, 주사 구동부(40)를 제어하기 위한 주사제어신호(SCS)에는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock) 및 게이트 출력신호(Gate Output Enable) 등이 포함된다. 그리고, 데이터 구동부(60)를 제어하기 위한 데이터제어신호(CS)에는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse), 소스 쉬프트 클럭(Source Shift Clock), 소스 출력신호(Source Output Enable) 및 극성신 호(Polarity) 등이 포함된다. 또한, 타이밍 제어부(100)는 외부로부터 공급되는 데이터(R, G, B)를 재정렬하여 데이터 구동부(60)로 공급한다.The timing controller 100 controls the scan driver 40 and the data driver 60 to control the scan driver 40 and the data driver 60 by using the vertical / horizontal synchronization signals Vsync and Hsync and the clock signal CLK. And a data control signal DCS. In this case, the scan control signal SCS for controlling the scan driver 40 includes a gate start pulse, a gate shift clock, a gate output enable, and the like. The data control signal CS for controlling the data driver 60 includes a source start pulse, a source shift clock, a source output signal, and a polarity signal. ), And the like. In addition, the timing controller 100 rearranges the data R, G, and B supplied from the outside and supplies the data to the data driver 60.

외광 감지센서(110, 110')는 화소부(20)의 외연에 형성된 블랙 매트릭스(30)의 적어도 일영역에 형성된다. 이때, 외광 감지센서(110, 110')의 적어도 일영역, 특히, 외광이 입사되는 입광부는 블랙 매트릭스(30)의 개구부(35)에 위치된다. 즉, 외광 감지센서(110, 110')의 적어도 일영역은 외광에 노출되고, 이로 인하여 외광이 외광 감지센서(110, 110')로 입사된다. 외광을 공급받은 외광 감지센서(110, 110')는 외광의 세기에 대응하는 외광 감지신호를 생성하여 백라이트 구동부(120)로 공급함으로써 백라이트 구동부(120)를 제어한다.The external light detecting sensors 110 and 110 ′ are formed in at least one region of the black matrix 30 formed at the outer edge of the pixel unit 20. In this case, at least one region of the external light sensor 110, 110 ′, in particular, the light incident part to which external light is incident, is located in the opening 35 of the black matrix 30. That is, at least one region of the external light detecting sensors 110 and 110 'is exposed to external light, whereby external light is incident on the external light detecting sensors 110 and 110'. The external light detecting sensors 110 and 110 ′ receiving the external light generate the external light detecting signal corresponding to the intensity of the external light and supply the external light detecting signal to the backlight driver 120 to control the backlight driver 120.

백라이트 구동부(120)는 백라이트(140)를 구동시키기 위한 구동전압(혹은, 구동전류)을 백라이트(140)로 공급한다. 이때, 백라이트 구동부(120)는 외광 감지센서(110, 110')로부터 공급되는 외광 감지신호에 대응하여 구동전압(혹은, 구동전류)의 값을 변화시킴으로써, 백라이트(140)에서 생성되는 빛의 휘도를 제어한다. 예를 들어, 백라이트 구동부(120)는 외광 감지센서(110, 110')로부터 외광의 세기가 약할 때에 대응하는 감지신호를 공급받은 경우, 외광의 세기에 대응하는 소정의 값만큼 백라이트(140)의 구동전압(혹은, 구동전류)을 낮춤으로써 백라이트(140)에서 생성되는 빛의 휘도를 감소시켜 소비전력을 절감하도록 한다. 단, 백라이트 구동부(120)는 외광 감지센서(110, 110')로부터 외광의 세기가 소정의 세기 이상으로 클 때에 대응하는 외광 감지신호를 공급받은 경우, 백라이트(140)의 구동전압(혹은, 구동전류)의 크기를 변화시키지 않음으로써 백라이트(140)에서 생성되는 빛의 휘도가 감소되지 않도록 하여 화소부(20)의 시감특성이 저하되는 것을 방지한다. The backlight driver 120 supplies a driving voltage (or driving current) for driving the backlight 140 to the backlight 140. In this case, the backlight driver 120 changes the value of the driving voltage (or driving current) in response to the external light detection signals supplied from the external light detection sensors 110 and 110 ′, thereby causing brightness of the light generated by the backlight 140. To control. For example, when the backlight driver 120 receives a detection signal corresponding to the low intensity of the external light from the external light sensor 110 or 110 ′, the backlight driver 120 may turn the backlight 140 by a predetermined value corresponding to the intensity of the external light. By lowering the driving voltage (or driving current), the luminance of light generated by the backlight 140 is reduced to reduce power consumption. However, when the backlight driver 120 receives an external light detection signal corresponding to when the intensity of the external light is greater than the predetermined intensity from the external light sensor 110 or 110 ′, the driving voltage (or the driving of the backlight 140). By not changing the magnitude of the current), the luminance of light generated by the backlight 140 is not reduced, thereby preventing the visibility of the pixel portion 20 from being lowered.

한편, 도 1에서는 외광 감지센서(110, 110')를 하나로 도시하였지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 블랙매트릭스 영역(30)에는 다수의 외광 감지센서(110, 110')가 구비될 수 있다. 즉, 외광 감지센서(110, 110')의 수는 적어도 하나로 다양하게 설정될 수 있다.Meanwhile, in FIG. 1, the external light sensors 110 and 110 ′ are illustrated as one, but the present invention is not limited thereto. For example, a plurality of external light sensors 110 and 110 ′ may be provided in the black matrix region 30. That is, the number of external light detecting sensors 110 and 110 ′ may be variously set to at least one.

백라이트(140)는 백라이트 구동부(120)로부터 공급되는 구동전압(혹은, 구동전류)에 대응하는 빛을 생성하여 화소부(20)로 공급한다.The backlight 140 generates light corresponding to a driving voltage (or driving current) supplied from the backlight driver 120 and supplies the light to the pixel unit 20.

전술한 본 발명의 실시예에 의한 액정표시장치에서, 외광 감지센서(110, 110')를 구비하여 외광의 세기를 감지함으로써, 이에 대응하여 백라이트(140)에서 생성되는 빛의 휘도를 제어할 수 있다. 이에 의하여, 소비전력을 절감할 수 있다. In the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention described above, the external light detecting sensors 110 and 110 ′ are provided to sense the intensity of the external light, thereby correspondingly controlling the brightness of the light generated by the backlight 140. have. As a result, power consumption can be reduced.

또한, 외광의 세기가 소정의 값 이상으로 감지되는 경우, 백라이트(140)에서 생성되는 빛의 휘도를 감소시키지 않음으로써, 시감특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.In addition, when the intensity of the external light is detected to be greater than or equal to a predetermined value, the brightness of the light generated by the backlight 140 may not be reduced, thereby preventing deterioration of the viewing characteristics.

도 2는 도 1에 도시된 외광 감지센서의 일례를 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an external light sensor illustrated in FIG. 1.

도 2를 참조하면, 외광 감지센서(110)는 외광 감지신호가 출력되는 출력라인(L1)과 기저전원(VSS) 사이에 접속된 트랜지스터(M)를 구비한다.2, the external light sensor 110 includes a transistor M connected between an output line L1 to which an external light detection signal is output and a ground power supply VSS.

보다 구체적으로, 트랜지스터(M)의 제1 전극은 그라운드(GND) 전압 등으로 설정되는 기저전원(VSS)에 접속되고, 제2 전극은 외광 감지센서(110)의 출력라인(L1)에 접속된다. 여기서, 제1 전극과 제2 전극은 서로 다른 전극으로, 예를 들어, 제1 전극이 소스 전극이면 제2 전극은 드레인 전극이다. 그리고, 출력라인(L1)은 외광 감지센서(110)에 흐르는 전류(i)의 크기를 감지함과 아울러, 펄스파 신호(Vp)를 입력받는다. 예를 들어, 출력라인(L1)은 그라운드 전압의 제1 전압과, 그라운드 전압보다 트랜지스터(M)의 문턱전압(즉, 문턱전압의 절대치) 이상 높은 전압값을 가지는 제2 전압 예를 들어, 2V의 전압값을 가지는 제2 전압 사이를 스윙하는 펄스파 신호(Vp)를 공급받음과 동시에, 광 감지 트랜지스터(M)에 흐르는 전류(i)의 크기를 감지한다. 여기서, 문턱전압이란, 트랜지스터의 채널영역에 충분한 수의 이동 전자들(mobile electrons)이 축적되어 도통하는 채널을 형성할 때의 Vgs(게이트-소스 간 전압)의 값으로, 트랜지스터를 제조하는 제조공정 동안에 조절될 수 있다. 즉, 트랜지스터의 게이트 전극과 일 전극(소스 또는 드레인 전극이 될 수 있는 것으로 이는 트랜지스터에 공급되는 전압의 크기에 따라 가변될 수 있는 것임) 사이의 전압차가 문턱전압의 절대치 이상이 되면 트랜지스터가 안정적으로 도통되어 트랜지스터에 전류가 흐르게 된다. 단, 앞서 제시한 예에서 알 수 있는 바와 같이, 기저전원(VSS) 및 제1 전압의 전압값은 서로 동일하거나 또는 이들 사이의 전압차가 트랜지스터(M)의 문턱전압의 절대치 이하로 유사하고, 제2 전압(예컨대, 출력라인(L1)으로 공급되는 펄스파 신호(Vp)의 최대값)의 전압값은 기저전원(VSS) 및 제1 전압의 전압값보다 트랜지스터(M)의 문턱전압(즉, 문턱전압의 절대치) 이상 높은 값으로 설정된다. 따라서, 본 실시예의 외광감지센서(110)에 구비된 트랜지스터(M)의 출력라인(L1)에 제2 전압의 펄스파 신호(Vp)가 공급되면 트랜지스터(M)가 역-다이오드 연결된 형태로 도통되어 포화(saturation) 영역에서 동작하면서 선형적으로 전류가 흐르게 되어 신뢰성있게 외광을 감지할 수 있게 된다. 즉, 본 실시예에서 트랜지스터(M)의 문턱전압은 역방향(공핍형)에서의 문턱전압을 의미한다. 한편, 본 실시예에서는 외광 감지센서(110)의 출력라인(L1)으로 제1 전압과 제2 전압 사이를 스윙하는 펄스파 신호(Vp)를 공급하였지만, 이는 외광 감지센서(110)로부터 감지신호를 감지하지 않아도 되는 기간 동안에는 트랜지스터(M)에 전류가 흐르지 않도록 설정하기 위한 것으로, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 외광 감지센서(110)로부터 외광의 세기에 대응하여 광 감지 트랜지스터(M)에 흐르는 전류(i)의 크기를 감지하는 동안 출력라인(L1)으로 기저전원(VSS)보다 트랜지스터(M)의 문턱전압 이상으로 높은 전압값을 갖는 신호를 공급하면 된다.More specifically, the first electrode of the transistor M is connected to the base power supply VSS set to the ground GND voltage or the like, and the second electrode is connected to the output line L1 of the external light sensor 110. . Here, the first electrode and the second electrode are different electrodes, for example, if the first electrode is a source electrode, the second electrode is a drain electrode. The output line L1 senses the magnitude of the current i flowing through the external light sensor 110 and receives a pulse wave signal Vp. For example, the output line L1 may have a first voltage of the ground voltage and a second voltage having a voltage value higher than or equal to the threshold voltage of the transistor M (ie, the absolute value of the threshold voltage), for example, 2V. The pulse wave signal Vp swinging between the second voltages having the voltage value of V is supplied and the magnitude of the current i flowing through the photosensitive transistor M is sensed. Here, the threshold voltage is a value of Vgs (gate-to-source voltage) when a sufficient number of mobile electrons are accumulated in the channel region of the transistor to form a conductive channel. Can be adjusted during. That is, when the voltage difference between the gate electrode of the transistor and one electrode (which may be a source or drain electrode, which may vary depending on the magnitude of the voltage supplied to the transistor) becomes greater than the absolute value of the threshold voltage, the transistor is stably The conduction causes current to flow through the transistor. However, as can be seen in the above example, the voltage values of the base power supply VSS and the first voltage are equal to each other, or the voltage difference therebetween is similar to the absolute value of the threshold voltage of the transistor M or less. The voltage value of the two voltages (eg, the maximum value of the pulse wave signal Vp supplied to the output line L1) is equal to the threshold voltage of the transistor M (that is, the voltage value of the base power supply VSS and the first voltage). It is set to a value higher than the absolute value of the threshold voltage). Therefore, when the pulse wave signal Vp of the second voltage is supplied to the output line L1 of the transistor M provided in the external light sensor 110 of the present embodiment, the transistor M is connected in reverse diode form. The current flows linearly while operating in the saturation region, allowing reliable detection of external light. That is, in this embodiment, the threshold voltage of the transistor M means the threshold voltage in the reverse direction (depletion type). Meanwhile, in the present exemplary embodiment, the pulse wave signal Vp swinging between the first voltage and the second voltage is supplied to the output line L1 of the external light sensor 110, which is detected by the external light sensor 110. It is for setting the current not to flow in the transistor M during the period in which it is not necessary to detect the present invention, but the present invention is not limited thereto. That is, while sensing the magnitude of the current i flowing in the photosensitive transistor M from the external light sensor 110 in response to the intensity of the external light, the output line L1 of the transistor M rather than the base power source VSS is detected. What is necessary is to supply the signal which has a high voltage value more than a threshold voltage.

그리고, 트랜지스터(M)의 게이트 전극은 자신의 제1 전극 및 기저전원(VSS)에 접속된다. 즉, 트랜지스터(M)의 게이트 전극은 제2 전압의 전압값을 가지는 펄스파 신호(Vp)가 공급될 때, 자신의 제2 전극보다 문턱전압 이상 낮은 전압값을 공급받는 제1 전극에 접속됨으로써, 트랜지스터(M)는 역 다이오드 연결(diode-connection) 형태로 접속된다. 이와 같은 트랜지스터(M)의 게이트 전극의 적어도 일영역은 블랙 매트릭스(30)의 개구부(35)에 위치되어 외광을 공급받는다.The gate electrode of the transistor M is connected to its first electrode and the ground power supply VSS. That is, when the pulse electrode signal Vp having the voltage value of the second voltage is supplied, the gate electrode of the transistor M is connected to the first electrode which is supplied with a voltage value lower than or equal to the second electrode thereof. The transistor M is connected in the form of a reverse diode connection. At least one region of the gate electrode of the transistor M is positioned in the opening 35 of the black matrix 30 to receive external light.

이와 같은 트랜지스터(M)의 게이트 전극에 외광이 입사되고, 제2 전극에 펄스파 신호(Vp)(특히, 제2 전압의 전압값을 가지는 펄스파 신호(Vp))가 공급되면, 트랜지스터(M)는 외광의 세기에 대응하는 전류를 흘려주게 된다. 즉, 트랜지스터(M)의 제2 전극에서 제1 전극으로 외광의 세기에 대응하는 전류(i)가 흐르게 된다. When external light is incident on the gate electrode of the transistor M and the pulse wave signal Vp (particularly, the pulse wave signal Vp having the voltage value of the second voltage) is supplied to the second electrode, the transistor M ) Flows a current corresponding to the intensity of external light. That is, the current i corresponding to the intensity of external light flows from the second electrode of the transistor M to the first electrode.

따라서, 외광 감지센서(110)의 출력라인(L1)에는 트랜지스터(M)에 흐르는 전류와 동일한 전류(즉, i)가 흐르게 되고, 이와 같은 전류(i)를 읽어들임(Readout)에 의해서 외광의 세기를 감지할 수 있게 된다. 즉, 외광 감지센서(110)의 출력라인(L1)에 흐르는 전류(i)가 외광 감지신호로 설정될 수 있다.Accordingly, the same current (i.e., i) as the current flowing in the transistor M flows to the output line L1 of the external light sensor 110, and the readout of the current i causes the The strength can be detected. That is, the current i flowing through the output line L1 of the external light sensor 110 may be set as the external light detection signal.

전술한 도 2에 도시된 외광 감지센서(110)에서, 트랜지스터(M)가 역 다이오 드 연결 형태로 접속됨으로써, 외광의 세기에 대응한 전류(i) 값이 거의 선형적으로 변화되어 외광을 신뢰성있게 감지할 수 있다.In the external light sensor 110 shown in FIG. 2 described above, the transistor M is connected in an inverted diode connection form, whereby the value of the current i corresponding to the intensity of the external light is changed almost linearly, thereby making the external light reliable. Can be detected.

도 3은 도 2에 도시된 외광 감지센서의 요부 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating main parts of the external light sensor illustrated in FIG. 2.

도 3을 참조하면, 트랜지스터(M, 320)는 제1 기판(300)과 제2 기판(310) 사이에 위치되며, 제1 기판(300) 상에 형성된 게이트 전극(320a)과, 게이트 전극(320a) 상에 형성된 게이트 절연막(320b)과, 게이트 절연막(320b) 상에 형성된 반도체층(320c)과, 반도체층(320c) 상에 형성된 소스 및 드레인 전극(320d)을 포함한다.Referring to FIG. 3, the transistors M and 320 are positioned between the first substrate 300 and the second substrate 310, and include the gate electrode 320a and the gate electrode formed on the first substrate 300. The gate insulating film 320b formed on the 320a, the semiconductor layer 320c formed on the gate insulating film 320b, and the source and drain electrodes 320d formed on the semiconductor layer 320c are included.

이때, 트랜지스터(M, 320)의 게이트 전극(320a)은 블랙 매트릭스(330)의 개구부에 위치되어 입사되는 외광을 공급받고, 소스 및 드레인 전극(320d)의 적어도 일영역은 블랙 매트릭스(330)와 중첩되도록 형성된다. 즉, 외광 감지센서(110)의 입광부는 블랙 매트릭스(330)의 개구부에 위치된 부분으로, 게이트 전극(320a)과 중첩되는 영역이다.In this case, the gate electrode 320a of the transistors M and 320 is positioned in the opening of the black matrix 330 to receive incident external light, and at least one region of the source and drain electrodes 320d is connected to the black matrix 330. It is formed to overlap. That is, the light incident part of the external light sensor 110 is a portion located in the opening of the black matrix 330 and overlaps the gate electrode 320a.

이와 같은 트랜지스터(M, 320)의 입광부, 즉, 게이트 전극(320a)에 외광이 입사되면, 외광의 세기에 대응하는 전류(i)가 반도체층(320c)을 통해 흐르게 되고, 이에 의해 외광의 세기를 감지할 수 있다.When external light is incident on the light-receiving portion of the transistors M and 320, that is, the gate electrode 320a, a current i corresponding to the intensity of the external light flows through the semiconductor layer 320c. The strength can be detected.

단, 도 2 및 도 3에 도시된 외광 감지센서(110)는 트랜지스터(M, 320)로 이루어지기 때문에, 빛의 파장에 대한 외광 감지센서(110)의 응답곡선, 즉, 출력특성이 트랜지스터(M, 320)의 특성을 따르게 된다. 하지만, 이는 사용자 시각의 인지특 성과는 다소 차이가 있어, 사용자의 인지특성과 보다 유사한 출력특성을 가지는 외광 감지센서(110)를 구현할 필요가 있다. However, since the external light sensor 110 shown in FIGS. 2 and 3 is formed of the transistors M and 320, the response curve of the external light sensor 110 with respect to the wavelength of light, that is, the output characteristic of the transistor ( M, 320) will be followed. However, this is somewhat different from the cognitive characteristics of the user's vision, it is necessary to implement the external light sensor 110 having an output characteristic more similar to the cognitive characteristics of the user.

따라서, 본 발명에서는 도 4 및 도 5에 도시된 외광 감지센서(110')의 다른 예를 통해, 사용자 시각의 인지특성과 유사한 출력특성을 갖는 외광 감지센서(110')를 제공하고, 이를 이용하여 사용자의 관점에서 백라이트 구동부(120)를 보다 효율적으로 제어할 수 있도록 하는 보다 바람직한 실시 예를 제공하기로 한다.Accordingly, the present invention provides an external light sensor 110 'having an output characteristic similar to that of the user's vision through another example of the external light sensor 110' shown in FIGS. 4 and 5, and using the same. By providing a more preferred embodiment to more efficiently control the backlight driver 120 from the user's point of view.

도 4는 도 1에 도시된 외광 감지센서의 다른 예를 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating another example of the external light sensor illustrated in FIG. 1.

도 4를 참조하면, 외광 감지센서(110')는 외광 감지신호가 출력되는 출력라인(L2)과 기저전원(VSS) 사이에 병렬 연결되는 트랜지스터들(M1 내지 M3)을 구비한다. 여기서, 트랜지스터들(M1 내지 M3)의 수는 적어도 두 개로 다양하게 설정될 수 있으며, 편의상 이하에서는 트랜지스터들(M1 내지 M3)의 수가 세 개인 경우를 가정하여 설명하기로 한다.Referring to FIG. 4, the external light sensor 110 ′ includes transistors M1 to M3 connected in parallel between an output line L2 for outputting an external light detection signal and a base power supply VSS. Here, the number of transistors M1 to M3 may be variously set to at least two, and for convenience, the following description will be based on the assumption that the number of transistors M1 to M3 is three.

트랜지스터들(M1 내지 M3)의 제1 전극은 기저전원(VSS)에 접속되고, 제2 전극은 외광 감지센서(110')의 출력라인(L2)과 접속된다. 그리고, 트랜지스터들(M1 내지 M3)의 게이트 전극은 자신의 제1 전극 및 기저전원(VSS)과 접속된다. 즉, 트랜지스터들(M1 내지 M3)은 병렬 연결되며, 각각의 트랜지스터들(M1 내지 M3)은 역 다이오드 연결 형태로 접속된다.The first electrodes of the transistors M1 to M3 are connected to the base power supply VSS, and the second electrode is connected to the output line L2 of the external light sensor 110 ′. The gate electrodes of the transistors M1 to M3 are connected to their first electrodes and the base power source VSS. That is, the transistors M1 to M3 are connected in parallel, and each of the transistors M1 to M3 is connected in a reverse diode connection form.

여기서, 트랜지스터들(M1 내지 M3)의 게이트 전극은 외광을 공급받을 수 있 도록 블랙 매트릭스(30)의 개구부(35)에 위치된다. 즉, 이 경우 블랙 매트릭스(30)에는 다수의 개구부(35)가 형성될 수 있다. Here, the gate electrodes of the transistors M1 to M3 are positioned in the opening 35 of the black matrix 30 to receive external light. That is, in this case, a plurality of openings 35 may be formed in the black matrix 30.

또한, 도 4의 회로도에는 도시되지 않았지만, 트랜지스터들(M1 내지 M3)의 게이트 전극 중 적어도 어느 하나는 블랙 매트릭스(30)의 개구부(35)에 설치된 컬러필터와 중첩되도록 위치된다. 즉, 트랜지스터들(M1 내지 M3) 중 적어도 어느 하나는 컬러필터를 통해 입사되는 외광을 공급받는다.In addition, although not shown in the circuit diagram of FIG. 4, at least one of the gate electrodes of the transistors M1 to M3 is positioned to overlap the color filter provided in the opening 35 of the black matrix 30. That is, at least one of the transistors M1 to M3 receives external light incident through the color filter.

이와 같은 외광 감지센서(110')의 출력라인(L2)에 제1 및 제2 전압 사이를 스윙하는 펄스파 신호(Vp)가 공급됨과 아울러, 외광 감지센서(110')의 입광부, 즉, 트랜지스터들(M1 내지 M3)의 게이트 전극에 외광이 입사되면, 각각의 트랜지스터들(M1 내지 M3)은 자신의 게이트 전극에 입사되는 외광의 세기에 대응하여 제2 전극으로부터 제1 전극으로 흐르는 전류량을 제어한다.The pulse wave signal Vp swinging between the first and second voltages is supplied to the output line L2 of the external light sensor 110 ′ and the light incident part of the external light sensor 110 ′, namely, When external light is incident on the gate electrodes of the transistors M1 to M3, each of the transistors M1 to M3 corresponds to an amount of current flowing from the second electrode to the first electrode in response to the intensity of the external light incident on its gate electrode. To control.

따라서, 외광 감지센서(110')의 출력라인(L2)에는 각각의 트랜지스터들(M1 내지 M3)이 흘려주는 전류(i1 내지 i3)를 합한 만큼의 전류(i1+i2+i3)가 흐르게 된다. Accordingly, the current i1 + i2 + i3 flows through the output line L2 of the external light sensor 110 ′ as much as the sum of the currents i1 to i3 flowing through the transistors M1 to M3.

이때, 트랜지스터들(M1 내지 M3) 중 적어도 하나의 입광부는 적색, 녹색 또는 청색 등의 컬러필터를 통해 입사되는 외광을 공급받기 때문에 컬러필터를 통하지 않고 입사되는 외광을 공급받을 때와 비교하여, 빛의 파장에 대한 출력특성이 달라지게 된다.At this time, since at least one light incident portion of the transistors M1 to M3 receives external light incident through a color filter such as red, green, or blue, compared to when the external light incident through the color filter is not received, The output characteristics for the wavelength of light will be different.

따라서, 본 발명에서는 전술한 바와 같은 원리, 즉, 컬러필터를 이용하여 트랜지스터들(M1 내지 M3) 중 적어도 어느 하나의 빛의 파장에 대한 출력특성을 변화 시킴에 의하여 사용자 시각의 인지특성과 유사한 외광 감지센서(110')를 구현할 수 있다. 이에 대한 보다 상세한 설명은 후술하기로 한다. Accordingly, in the present invention, the external light similar to the cognitive characteristic of the user's vision by changing the output characteristic of the wavelength of at least one of the transistors M1 to M3 using the same principle as described above, that is, a color filter. The detection sensor 110 ′ may be implemented. A more detailed description thereof will be described later.

도 5는 도 4에 도시된 외광 감지센서의 요부 단면도이다.5 is a cross-sectional view illustrating main parts of the external light sensor shown in FIG. 4.

도 5를 참조하면, 트랜지스터들(M1 내지 M3)은 제1 기판(500)과 제2 기판(510) 사이에 위치되며, 제1 기판(500) 상에 형성된 게이트 전극(520a)과, 게이트 전극(520a) 상에 형성된 게이트 절연막(520b)과, 게이트 절연막(520b) 상에 형성된 반도체층(520c)과, 반도체층(520c) 상에 형성된 소스 및 드레인 전극(520d)을 포함한다.Referring to FIG. 5, the transistors M1 to M3 are positioned between the first substrate 500 and the second substrate 510, and a gate electrode 520a and a gate electrode formed on the first substrate 500. A gate insulating film 520b formed on the 520a, a semiconductor layer 520c formed on the gate insulating film 520b, and a source and drain electrode 520d formed on the semiconductor layer 520c.

이때, 각각의 트랜지스터들(M1 내지 M3)의 게이트 전극(520a)은 블랙 매트릭스(530)의 개구부에 위치되어 입사되는 외광을 공급받고, 소스 및 드레인 전극(520d)의 적어도 일영역은 블랙 매트릭스(530)와 중첩되도록 형성된다. In this case, the gate electrodes 520a of each of the transistors M1 to M3 are positioned in the openings of the black matrix 530 to receive incident external light, and at least one region of the source and drain electrodes 520d may be a black matrix ( It is formed to overlap with 530.

즉, 외광 감지센서(110')의 입광부는 각각의 트랜지스터들(M1 내지 M3)의 게이트 전극(520a) 부분이 된다. That is, the light incident part of the external light sensor 110 ′ becomes a portion of the gate electrode 520a of each of the transistors M1 to M3.

이와 같은 트랜지스터들(M1 내지 M3)의 입광부, 즉, 게이트 전극(520a)에 외광이 입사되면, 트랜지스터들(M1 내지 M3)의 반도체층(520c)을 통해 외광의 세기에 대응하는 전류(i1 내지 i3)가 흐르게 된다. 따라서, 출력라인(L2)을 통해 흐르는 총전류(i1+i2+i3)에 의해 외광의 세기를 감지할 수 있다.When external light is incident on the light incident portions of the transistors M1 to M3, that is, the gate electrode 520a, the current i1 corresponding to the intensity of the external light is transmitted through the semiconductor layer 520c of the transistors M1 to M3. To i3). Therefore, the intensity of external light may be sensed by the total current i1 + i2 + i3 flowing through the output line L2.

전술한 외광 감지센서(110')에서, 트랜지스터들(M1 내지 M3) 중 적어도 하나의 트랜지스터, 예를 들면, 제1 및 제3 트랜지스터(M1, M3)의 입광부(즉, 게이트 전극(520a)과 중첩되는 블랙 매트릭스(530)의 개구부)에는 컬러필터(540)가 설치된다. In the above-described external light sensor 110 ′, at least one of the transistors M1 to M3, for example, the light incident portion of the first and third transistors M1 and M3 (that is, the gate electrode 520a). The color filter 540 is installed in the opening of the black matrix 530 overlapping with each other.

이때, 제1 및 제3 트랜지스터(M1, M3)에는 동일 색의 컬러필터가 설치될 수도 있고, 도 5에서와 같이 서로 다른 색의 컬러필터가 설치될 수도 있다. 예를 들어, 제1 트랜지스터(M1)의 입광부에는 녹색 컬러필터(540a)가 설치되고, 제3 트랜지스터(M3)의 입광부에는 적색 컬러필터(540b)가 설치될 수 있다.In this case, color filters having the same color may be installed in the first and third transistors M1 and M3, and color filters having different colors may be installed as shown in FIG. 5. For example, the green color filter 540a may be installed at the light incident part of the first transistor M1, and the red color filter 540b may be installed at the light incident part of the third transistor M3.

이에 의해, 제1 및 제3 트랜지스터(M1, M3)에는 자신의 입광부에 설치된 컬러필터를 통과한 특정 파장대의 외광이 주로 공급되게 된다. 따라서, 제1 및 제3 트랜지스터(M1, M3)는, 빛의 파장에 대응하여 트랜지스터(M1, M3)가 가지는 고유의 출력특성과 컬러필터의 광 투과도가 결합된 출력특성을 갖게 된다.As a result, the first and third transistors M1 and M3 are mainly supplied with external light of a specific wavelength band passing through the color filter provided in the light incidence portion thereof. Accordingly, the first and third transistors M1 and M3 have an output characteristic in which the intrinsic output characteristics of the transistors M1 and M3 and the light transmittance of the color filter are combined to correspond to the wavelength of light.

그러므로, 외광 감지센서(110')의 출력라인으로는 이들의 출력특성이 결합된 특성을 갖는 외광 감지신호가 출력된다.Therefore, an external light detection signal having a characteristic in which these output characteristics are combined is output to an output line of the external light detection sensor 110 '.

즉, 본 발명에 의하면, 다수의 트랜지스터들(M1 내지 M3)이 구비되는 외광 감지센서(110')의 입광부 중 일부에 컬러필터(540)를 설치하는 것에 의하여 외광 감지센서(110')의 출력특성을 변화시킬 수 있다.That is, according to the present invention, the color filter 540 is installed on a part of the light incident part of the external light sensor 110 'provided with a plurality of transistors M1 to M3. Output characteristics can be changed.

또한, 도 4 및 도 5에는 세 개의 트랜지스터(M1 내지 M3)만이 도시되었지만, 트랜지스터들의 수가 이에 한정되는 것은 아니며, 실제로 외광 감지센서(110') 내에는 더 많은 트랜지스터들이 병렬 연결되도록 형성될 수 있다.In addition, although only three transistors M1 to M3 are shown in FIGS. 4 and 5, the number of transistors is not limited thereto, and in fact, more transistors may be formed in the external light sensor 110 ′ in parallel. .

따라서, 이와 같은 트랜지스터들의 수광부 중 적어도 일부에 컬러필터를 설치함에 의하여 외광 감지센서(110')의 출력특성이 사용자 시각의 인지특성과 보다 유사하도록 제어할 수 있다.Accordingly, by installing a color filter on at least some of the light receiving units of the transistors, the output characteristic of the external light sensor 110 ′ may be controlled to be more similar to the perception characteristic of the user's vision.

이하에서는 도 6a 내지 도 6c를 참조하여 외광 감지센서(110')의 출력특성이 사용자 시각의 인지특성과 보다 유사해지도록 제어하는 방법을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of controlling the output characteristic of the external light sensor 110 ′ to be more similar to the cognitive characteristic of the user's vision will be described in detail with reference to FIGS. 6A to 6C.

도 6a는 도 2 및 도 3에 도시된 외광 감지센서의 빛의 파장에 따른 출력특성을 나타내는 도면이다. 그리고, 도 6b는 적색, 녹색 및 청색 컬러필터의 빛의 파장에 따른 광 투과도를 나타내는 도면이고, 도 6c는 도 4 및 도 5에 도시된 외광 감지센서의 빛의 파장에 따른 출력특성을 나타내는 도면이다.6A is a diagram illustrating output characteristics according to wavelengths of light of the external light sensor illustrated in FIGS. 2 and 3. 6B is a view showing light transmittance according to light wavelengths of red, green, and blue color filters, and FIG. 6C is a view showing output characteristics according to light wavelengths of the external light sensor shown in FIGS. 4 and 5. to be.

도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 입광부에 컬러필터가 설치되지 않은 도 2 및 도 3에 도시된 외광 감지센서(110)의 빛의 파장에 따른 출력특성은, 트랜지스터(M) 특유의 출력특성에 따라 도 6a에 도시된 바와 같은 특성함수(fs1(λ))를 갖는다. 여기서, 특성함수(fs1(λ))의 그래프는 빛의 파장(λ)에 따른 외광 감지센서(110)의 출력을 상대적으로 도시한 것이다. 또한, 도 4에 도시된 외광 감지센서(110')에서도 컬러필터를 설치하지 않으면 도 6a에 도시된 바와 유사한 특성을 갖는다.6A to 6C, the output characteristics according to the wavelength of light of the external light sensor 110 shown in FIGS. 2 and 3, in which the color filter is not provided in the light receiving unit, are output characteristics unique to the transistor M. Referring to FIGS. Has a characteristic function f s1 (λ) as shown in FIG. 6A. Here, the graph of the characteristic function f s1 (λ) relatively shows the output of the external light sensor 110 according to the wavelength λ of light. In addition, the external light sensor 110 ′ shown in FIG. 4 also has similar characteristics to those shown in FIG. 6A unless the color filter is installed.

이와 같은 도 6a의 특성함수(fs1(λ))를 사용자 시각의 인지특성과 유사하게 변환하기 위하여, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 다수의 트랜지스터들(M1 내지 M3)을 병렬 연결하고, 이들 중 적어도 일부에 컬러필터(540)를 설치한다. In order to convert the characteristic function f s1 (λ) of FIG. 6A to be similar to the cognitive characteristic of the user's vision, a plurality of transistors M1 to M3 are connected in parallel, as shown in FIGS. 4 and 5. The color filter 540 is installed in at least some of them.

보다 구체적으로, 도 6b에 도시된 바와 같은 파장(λ)에 따른 광 투과도를 갖는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 컬러필터(540)를 트랜지스터들(M1 내지 M3)에 적절히 배치할 수 있다.More specifically, the red (R), green (G) and blue (B) color filters 540 having light transmittance according to the wavelength λ as shown in FIG. 6B are suitably applied to the transistors M1 to M3. Can be placed.

이에 의하여, 도 6c에 도시된 바와 같이 사용자 시각의 인지특성과 유사한 특성함수(fs2(λ))를 갖는 외광 감지센서(110')를 구현할 수 있게 된다.As a result, as illustrated in FIG. 6C, the external light sensor 110 ′ having the characteristic function f s2 (λ) similar to the cognitive characteristic of the user's vision may be implemented.

예를 들어, 병렬 연결된 N(N은 자연수)개의 트랜지스터가 포함된 외광 감지센서(110')에서, u(u는 1≤u≤N인 자연수)개의 트랜지스터의 입광부에는 컬러필터를 설치하지 않고, 나머지 트랜지스터들 중 각각 x, y, z(x, y, z는 0≤x,y,z≤N인 자연수)개의 트랜지스터에 적색, 녹색, 청색 컬러필터(540)를 설치함에 의하여, 수학식 1과 같은 외광 감지센서(110')의 출력 특성함수(fs2(λ))를 얻을 수 있다. For example, in an external light sensor 110 'including N (N is a natural number) transistors connected in parallel, a color filter is not installed in the light incidence portion of the u (u is a natural number of 1 ≦ u ≦ N) transistors. By installing the red, green, and blue color filters 540 in the x, y, z (x, y, z is a natural number of 0≤x, y, z≤N) of the remaining transistors, respectively, An output characteristic function f s2 (λ) of the external light sensor 110 ′ equal to 1 may be obtained.

Figure 112006094994959-pat00001
Figure 112006094994959-pat00001

수학식 1에서, k는 비례상수이고, fR(λ), fG(λ), fB(λ)는 각각 적색, 녹색 및 청색 컬러필터의 광 투과 특성함수이다. 그리고, u,x,y,z의 합은 N이다.( u+x+y+z=N) In Equation 1, k is a proportionality constant, and f R (λ), f G (λ), and f B (λ) are light transmission characteristic functions of the red, green, and blue color filters, respectively. And the sum of u, x, y, z is N (u + x + y + z = N)

즉, 본 발명에 의하면, 이와 같은 출력 특성함수(fs2(λ))가 사람의 눈 즉, 사용자 시각의 인지 특성함수와 유사하게 되도록 설계함으로써, 사용자의 관점에서 백라이트 구동부(120)를 보다 효율적으로 제어할 수 있도록 하는 외광 감지센서(110')를 구현할 수 있게 된다.That is, according to the present invention, the output characteristic function f s2 (λ) is designed to be similar to the human eye, that is, the cognitive characteristic function of the user's eye, thereby making the backlight driver 120 more efficient from the user's point of view. It is possible to implement the external light sensor (110 ') to be controlled by.

한편, 입광부에 적색, 녹색 및 청색 컬러필터가 설치되는 트랜지스터의 수에 의해서만 외광 감지센서(110')의 출력특성을 제어할 수 있는 것은 아니며, 각 트랜지스터들의 크기 예를 들어, 반도체층(520c)의 채널길이에 대한 채널 폭(W/L) 등을 함께 조절함에 의하여 외광 감지센서(110')의 출력특성을 제어할 수도 있다. On the other hand, the output characteristics of the external light sensor 110 'may not be controlled only by the number of transistors in which red, green, and blue color filters are installed in the light-receiving portion, and the size of each transistor, for example, the semiconductor layer 520c The output characteristics of the external light sensor 110 'may be controlled by adjusting the channel width (W / L) with respect to the channel length.

또한, 도 2 및 도 5에서는 트랜지스터들(M, M1 내지 M3)을 모두 엔(N)-타입으로 설정하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 트랜지스터들(M, M1 내지 M3)은 피(P)-타입 트랜지스터로 설정될 수도 있다. In addition, although the transistors M and M1 to M3 are all set to an N type in FIGS. 2 and 5, the present invention is not limited thereto. For example, the transistors M, M1 through M3 may be set as P-type transistors.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various modifications are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 외광 감지센서 및 이를 이용한 액정 표시장치에 따르면, 다수의 트랜지스터가 병렬 연결된 외광 감지센서에서 적어도 하나의 트랜지스터의 입광부에 컬러필터를 배치함에 의하여 외광 감지센서의 출력특성을 사용자 시각의 인지특성과 유사하게 설계할 수 있다.As described above, according to the external light sensor according to the present invention and the liquid crystal display device using the same, the output of the external light sensor by placing a color filter in the light-receiving portion of the at least one transistor in the external light sensor is a plurality of transistors connected in parallel The characteristics can be designed similar to the cognitive characteristics of the user's vision.

이에 의하여, 사용자의 관점에서 백라이트 구동부를 보다 효율적으로 제어함은 물론, 소비전력을 절감할 수 있다.As a result, the backlight driver may be more efficiently controlled from a user's point of view, and power consumption may be reduced.

Claims (14)

외광의 세기에 대응하는 외광 감지신호가 출력되는 출력라인과 기저전원 사이에 병렬 연결된 복수의 트랜지스터들과,A plurality of transistors connected in parallel between an output line to which an external light detection signal corresponding to the intensity of external light is output and a base power supply; 상기 복수의 트랜지스터들의 출력특성이 결합된 특성이 빛의 파장대에 대한 사용자 시각의 인지 특성함수와 유사한 형태를 갖도록 상기 트랜지스터들 중 하나 이상의 트랜지스터의 입광부에 설치되는 하나 이상의 컬러필터를 포함하는 외광 감지센서.External light sensing including one or more color filters installed in the light-receiving portion of one or more of the transistors so that the combined characteristics of the output characteristics of the plurality of transistors have a form similar to the cognitive characteristic function of the user's vision of the wavelength range of light sensor. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 컬러필터는 적색, 녹색 및 청색 컬러필터 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 외광 감지센서.The color filter is an external light sensor, characterized in that any one of a red, green and blue color filter. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 트랜지스터들이 형성된 제1 기판과, A first substrate on which the transistors are formed; 상기 제1 기판과 대향되도록 배치된 제2 기판과,A second substrate disposed to face the first substrate, 상기 트랜지스터들과 상기 제2 기판 사이에 형성되며, 개구부가 형성된 블랙 매트릭스를 더 포함하며,A black matrix formed between the transistors and the second substrate and having an opening; 상기 트랜지스터들의 입광부는 상기 블랙 매트릭스의 개구부에 위치된 외광 감지센서.The light incident part of the transistors is located in the opening of the black matrix sensor. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 컬러필터는 상기 블랙 매트릭스의 개구부 영역 내에 위치되며, 상기 트랜지스터들 중 하나 이상의 트랜지스터의 게이트 전극과 중첩되도록 위치된 외광 감지센서.And the color filter is positioned in an opening region of the black matrix and positioned to overlap a gate electrode of at least one of the transistors. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 입광부는 상기 트랜지스터들의 게이트 전극이 형성된 영역인 외광 감지센서. The light incident part of the light sensor is an area where the gate electrode of the transistor is formed. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 트랜지스터들의 게이트 전극은 상기 출력라인으로 공급되는 전압의 최대값보다 상기 트랜지스터들의 문턱전압 이상 낮은 전압값을 가지는 기저전원 및 자신의 제1 전극에 접속된 외광 감지센서.The gate electrode of the transistors are connected to a base power source having a voltage value lower than the threshold voltage of the transistors than the maximum value of the voltage supplied to the output line and its first electrode. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 외광 감지센서의 출력라인에는, 제1 전압과, 상기 제1 전압보다 상기 트랜지스터들의 문턱전압 이상 높은 전압값을 가지는 제2 전압 사이를 스윙하는 펄스파 신호가 공급되는 외광 감지센서.And an output pulse line signal swinging between a first voltage and a second voltage having a voltage value higher than or equal to the threshold voltage of the transistors to an output line of the external light sensor. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제1 전압의 전압값은 상기 기저전원의 전압값과 동일하게 설정되고, 상기 제2 전압의 전압값은 상기 기저전원의 전압값보다 상기 트랜지스터들의 문턱전압 이상 높게 설정되는 외광 감지센서.The voltage value of the first voltage is set equal to the voltage value of the base power supply, the voltage value of the second voltage is set higher than the threshold voltage of the transistors than the voltage value of the base power supply sensor. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 트랜지스터들은 자신의 게이트 전극에 입사되는 외광의 세기에 대응하여 자신의 제2 전극으로부터 상기 제1 전극으로 흐르는 전류량을 제어하는 것을 특징으로 하는 외광 감지센서.And the transistors control an amount of current flowing from their second electrode to the first electrode in response to the intensity of external light incident on the gate electrode thereof. 다수의 액정셀들이 구비된 화소부와, A pixel unit including a plurality of liquid crystal cells, 상기 화소부의 외연에 형성되는 블랙 매트릭스 영역에 구비되며, 외광의 세기에 대응하여 외광 감지신호를 출력하는 외광 감지센서와, An external light detection sensor provided in a black matrix area formed at an outer edge of the pixel portion and outputting an external light detection signal corresponding to the intensity of external light; 상기 화소부로 광을 공급하는 백라이트와,A backlight for supplying light to the pixel portion; 상기 외광 감지신호에 대응하여 상기 백라이트에서 생성되는 광의 휘도를 제어하는 백라이트 구동부를 구비하며,A backlight driver configured to control luminance of light generated by the backlight in response to the external light detection signal; 상기 외광 감지센서는 외광의 세기에 대응하는 외광 감지신호가 출력되는 출력라인과 기저전원 사이에 병렬 연결된 복수의 트랜지스터들과, 상기 복수의 트랜지스터들의 출력특성이 결합된 특성이 빛의 파장대에 대한 사용자 시각의 인지 특성함수와 유사한 형태를 갖도록 상기 트랜지스터들 중 하나 이상의 트랜지스터의 입광부에 설치되는 하나 이상의 컬러필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.The external light sensor includes a plurality of transistors connected in parallel between an output line to which an external light detection signal corresponding to the intensity of the external light is output and a base power supply, and output characteristics of the plurality of transistors are coupled to a user for a wavelength range of light. And at least one color filter installed at a light-receiving portion of at least one of the transistors so as to have a form similar to a cognitive characteristic function of vision. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 트랜지스터들의 게이트 전극은 상기 블랙 매트릭스의 개구부에 위치되는 액정 표시장치.And a gate electrode of the transistors is positioned in an opening of the black matrix. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 컬러필터는 적색, 녹색 및 청색 컬러필터 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.And the color filter is one of red, green, and blue color filters. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 트랜지스터들의 게이트 전극은 상기 출력라인으로 공급되는 전압의 최대값보다 상기 트랜지스터들의 문턱전압 이상 낮은 전압값을 가지는 기저전원 및 자신의 제1 전극에 접속된 액정 표시장치.And a gate electrode of the transistors is connected to a base power source having a voltage value lower than or equal to a threshold value of the voltage supplied to the output line and a first electrode thereof. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 트랜지스터들은 자신의 게이트 전극에 입사되는 외광의 세기에 대응하여 자신의 제2 전극으로부터 상기 제1 전극으로 흐르는 전류량을 제어하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.And the transistors control the amount of current flowing from their second electrode to the first electrode in response to the intensity of external light incident on the gate electrode thereof.
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